JPH10332898A - イオン・プラズマ型電子銃とその製造方法 - Google Patents
イオン・プラズマ型電子銃とその製造方法Info
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- JPH10332898A JPH10332898A JP9137107A JP13710797A JPH10332898A JP H10332898 A JPH10332898 A JP H10332898A JP 9137107 A JP9137107 A JP 9137107A JP 13710797 A JP13710797 A JP 13710797A JP H10332898 A JPH10332898 A JP H10332898A
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Abstract
中に取り出すイオン・プラズマ型電子銃とその製造方法
に関し、プラズマによってスパッタされ難く、かつ窓箔
を良好に冷却することのできる窓支持体を備えたイオン
・プラズマ型電子銃を提供することである。 【解決手段】 多数の開口部を有するグリッドと、前記
グリッドの一方の側に配置され、内部に2次電子放出用
のカソードを有する真空チェンバと、前記グリッドの他
方の側に配置され、内部に陽極ワイヤを有するプラズマ
チェンバであって、良熱伝導率の金属で形成され、冷媒
通路を有し、前記グリッドと対向する部分に多数の窓孔
を有する窓支持体と、前記窓支持体のプラズマにさらさ
れる表面上に形成された低スパッタ率の金属被覆とを含
むプラズマチェンバと、前記窓支持体の外側に接して配
置され、前記多数の窓孔を気密に封止する窓箔とを有す
る。
Description
ムを供給する電子銃に関し、特にプラズマを用い、2次
電子を窓を通して大気中に取り出すイオン・プラズマ型
電子銃とその製造方法に関する。
チェンバ中にヘリウムガスのプラズマを発生させ、ハニ
カム状グリッドを介して配置したカソード板に向かって
ヘリウムイオンを加速し、ヘリウムイオンがカソード板
に衝突することによって発生する2次電子をヘリウムイ
オンと逆方向に加速し、ハニカム状グリッドを通し、さ
らに窓支持体上に支持された窓箔を通して大気中に放出
させる。
電層によって形成されるが、電子が透過することによっ
て加熱される。窓箔を冷却するために、窓支持体には冷
却配管を備えた銅製のものが使われる。
ヒートシンクとして適した銅の窓支持体は、プラズマに
さらされた時にスパッタ率が高い。銅製窓支持体の表面
がプラズマにさらされ、スパッタされると、スパッタさ
れた銅粒子が真空容器内に飛散し、真空容器内壁上に堆
積する。銅は良電気伝導体であるため、絶縁部上に銅層
が形成されると、絶縁特性を低下させる。また、カソー
ド部に堆積した場合もカソード周辺の電界分布を変化さ
せる。このように、銅製窓支持体のスパッタリングが生
じると、イオン・プラズマ型電子銃の動作に支障を来す
ようになる。
イオン・プラズマ型電子銃の窓支持体を良熱伝導体であ
る銅で形成すると、窓支持体がプラズマによってスパッ
タリングされ、イオン・プラズマ型電子銃の動作に支障
をきたすようになる。
タされ難く、かつ窓箔を良好に冷却することのできる窓
支持体を備えたイオン・プラズマ型電子銃を提供するこ
とである。
ッタ率が低く、窓箔を良好に冷却することができ、使用
寿命の長い窓支持体を有するイオン・プラズマ型電子銃
の製造方法を提供することである。
ば、多数の開口部を有するグリッドと、前記グリッドの
一方の側に配置され、内部に2次電子放出用のカソード
を有する真空チェンバと、前記グリッドの他方の側に配
置され、内部に陽極ワイヤを有するプラズマチェンバで
あって、良熱伝導率の金属で形成され、冷媒通路を有
し、前記グリッドと対向する部分に多数の窓孔を有する
窓支持体と、前記窓支持体のプラズマにさらされる表面
上に形成された低スパッタ率の金属被覆とを含むプラズ
マチェンバと、前記窓支持体の外側に接して配置され、
前記多数の窓孔を気密に封止する窓箔とを有するイオン
・プラズマ型電子銃が提供される。
ンバ内に作動ガスのプラズマを発生させ、正イオンをカ
ソード側に引き出し、正イオンがカソードに衝突するこ
とによって発生する2次電子を正イオンと逆方向に加速
し、窓支持体上に支持された窓箔を通して外部に取り出
すイオン・プラズマ型電子銃の製造方法であって、前記
窓支持体のプラズマにさらされる面上に低スパッタ率の
金属を溶射して低スパッタ率金属層を形成する工程を含
むことを特徴とするイオン・プラズマ型電子銃の製造方
法が提供される。
ことは、窓支持体の製造コストを上昇させる。また、低
スパッタ率の材料は一般的に熱伝導率が低く、窓箔の冷
却には不適である。窓支持体を熱伝導率の高い金属で形
成し、プラズマにさらされる面を低スパッタ率の材料で
被覆することにより、プラズマ中にさらされてもスパッ
タされる量が少なく、かつ窓箔を効率的に冷却すること
のできる窓支持体が得られる。
ことにより、窓支持体の開口部側壁上にも効率的に低ス
パッタ率材料の層を形成することができる。
銃の構成を概略的に示す断面図である。図1(A)は横
断面図を示し、図1(B)は縦断面図を示す。真空チェ
ンバ11は、その内部にカソード組み立て体12を収容
する。カソード組み立て体12は、Moなどで形成され
たカソード板21およびカソードカバー22を含み、セ
ラミック製ブッシング24によりフランジ上に支持され
ている。フランジの中央部を通って高圧ケーブル25が
真空チャンバ11内に導入され、カソード板21に負の
高電圧を印加する。
ェンバ14が結合されている。プラズマチェンバ14の
上面には、多数の開口部が配置されたハニカム状のグリ
ッド18が配置され、プラズマチェンバ14内と真空チ
ェンバ11内とでガス、イオン、電子などが移動できる
構成とされている。プラズマチェンバ14の底面には、
グリッド18同様の多数の開口部を有する窓支持体15
が配置され、その外側表面上にTiやAl等の薄箔で形
成された窓箔16が気密に配置されている。気密封止
は、たとえばOリング等を利用して構成される。プラズ
マチェンバ14の中心軸上には、陽極ワイヤ19が配置
されている。
ポンプ等の真空ポンプ33を作動させることにより、真
空チェンバ11およびプラズマチェンバ14内を真空に
排気することができる。
には、ピエゾバルブを備えたガス導入口が設けられてお
り、高純度Heをプラズマチェンバおよび真空チェンバ
内に導入することができる。また、タングステン熱フィ
ラメント等のプラズマ点火手段がプラズマチェンバ14
内に設けられている。
電子ビームを取り囲むように配置された鉛製のシールド
20、電子ビーム進行方向で電子ビームを遮蔽するため
のビームストッパ31、被照射物を搬送するためのロー
ラ30a、30bおよびローラ30a、30bによって
搬送されている被照射物であるウエブ32も図示されて
いる。
ある高圧電源36を真空チェンバ11のハウジングとカ
ソード板21間に接続し、例えば300Vであるプラズ
マ電源35を真空チャンバ11のハウジングと陽極ワイ
ヤ19間に接続する。ハウジングは接地37に接続され
ている。
を、例えば17mTorrの圧力を維持するように導入
し、プラズマ点火手段から熱電子を供給してプラズマ4
0を発生させる。プラズマ40は、陽極ワイヤ19の周
囲に形成される。グリッド18は接地されており、カソ
ード板21に例えば−200KV程度の負の高電圧が印
加されるため、グリッド18、カソード板21間の空間
には、高電界が形成される。
ッド18を通ってグリッド18とカソード板21間の空
間に達すると、高電界によって加速され、カソード板2
1に衝突する。カソード板21に高加速エネルギのHe
イオンが衝突すると、カソード板21からは増倍された
2次電子が発生する。たとえば、カソード板がモリブデ
ンで形成されている場合、衝突するHeイオン1個当た
り14個の電子が発生する。
ッド18方向に加速される。グリッド18を透過した2
次電子は、プラズマ40中を通過し、窓支持体15に到
達する。窓支持体15には、グリッドの開口部と対応し
た開口部が設けられており、加速された電子は窓支持体
15の開口部を通って窓箔16に達する。
mの厚さを有し、電子を通過させることのできる材料で
形成されている。従って、窓箔16を通過した2次電子
により大気中に電子ビームを形成することができる。
ることにより、パルス的に電子ビームを発生させる。
す。窓支持体15は、厚さ方向に貫通している多数の開
口部Aおよび、冷媒通路Wを有する。冷媒通路Wに冷媒
を流すことにより、窓支持体15全体を効率的に冷却す
ることができる。窓支持体15の下面には、窓箔16が
配置されている。窓箔16の上側は真空雰囲気、下側は
大気圧となるため、イオン・プラズマ型電子銃作動中は
窓箔16は窓支持体15にほぼ1気圧の圧力差で押しつ
けられる。窓支持体15が冷媒によって冷却されている
ため、窓箔16も効率的に冷却される。
さらされる。プラズマ40から放射する荷電粒子42な
どにより、窓支持体15はスパッタされ得る状態にあ
る。
示す。窓支持体15は銅製の主体15aと、その上面お
よび側面を覆う低スパッタ率の金属層15bによって形
成されている。金属層15bは、たとえばモリブデン、
タングステン、タンタルのいずれかによって形成され、
プラズマにさらされてもスパッタされる率の少ない表面
を形成している。ここで対象とするスパッタ率は、30
0〜500V程度の加速電圧下でのヘリウムイオンに対
するものである。
0.1mm〜0.5mmに形成される。厚さが0.1m
mよりも薄いと、長期間の使用中に金属層15bがスパ
ッタされ、消失してしまう。厚さが0.5mmよりも厚
い金属層は製造が困難であり、コストを上昇させてしま
う。
属層を形成するのに適した製造方法を概略的に示す。開
口部を加工した銅製の窓支持体の主体15aを洗浄した
後、低スパッタ率金属Mの溶射を行う。たとえば、溶射
はプラズマ溶射によって行う。低スパッタ率金属Mの進
行方向に対し、窓支持体の主体15aの表面を図に示す
ように傾けると、開口部A等の側壁上にも低スパッタ率
金属層を堆積させることができる。主体15aを傾ける
方向を、面内で方位角方向に回転させることにより、開
口Aの全側壁に効率的に低スパッタ率金属層を形成する
ことができる。
面には金属層が形成されないが、主体15aの下面はプ
ラズマにさらされないため、低スパッタ率金属層を形成
する必要はない。さらに、主体15aの下面には窓箔1
6が接触する。窓箔16を効率的に冷却するためには、
良熱伝導率の銅表面が直接露出していることが好まし
い。
に低スパッタ率金属層を形成した窓支持体を用いること
により、イオン・プラズマ型電子銃を長期間安定した性
能で使用することができる。
金属層を形成する場合を説明したが、プラズマにさらさ
れるプラズマチャンバ内側表面の全てまたは主要部に同
様の低スパッタ率金属層を形成することもできる。たと
えば、グリッド18の下側表面および側面に上述同様の
低スパッタ率金属層を形成してもよい。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
イオン・プラズマ型電子銃のプラズマに晒される窓支持
体表面に低スパッタ率材料層が形成されているため、窓
支持体のスパッタリングを抑制し、かつ窓箔を良好に冷
却することができる。
銃の構成を概略的に示す断面図である。
銃の構成を概略的に示す断面図である。
いる窓支持体の構成を概略的に示す斜視図である。
る。
側面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 多数の開口部を有するグリッドと、 前記グリッドの一方の側に配置され、内部に2次電子放
出用のカソードを有する真空チェンバと、 前記グリッドの他方の側に配置され、内部に陽極ワイヤ
を有するプラズマチェンバであって、良熱伝導率の金属
で形成され、冷媒通路を有し、前記グリッドと対向する
部分に多数の窓孔を有する窓支持体と、前記窓支持体の
プラズマにさらされる表面上に形成された低スパッタ率
の金属被覆とを含むプラズマチェンバと、 前記窓支持体の外側に接して配置され、前記多数の窓孔
を気密に封止する窓箔とを有するイオン・プラズマ型電
子銃。 - 【請求項2】 前記窓支持体が銅で形成され、前記金属
被覆がモリブデン、タングステン、タンタルのいずれか
で形成されている請求項1記載のイオン・プラズマ型電
子銃。 - 【請求項3】 プラズマチェンバ内に作動ガスのプラズ
マを発生させ、正イオンをカソード側に引き出し、正イ
オンがカソードに衝突することによって発生する2次電
子を正イオンと逆方向に加速し、窓支持体上に支持され
た窓箔を通して外部に取り出すイオン・プラズマ型電子
銃の製造方法であって、前記窓支持体のプラズマにさら
される面上に低スパッタ率の金属を溶射して低スパッタ
率金属層を形成する工程を含むことを特徴とするイオン
・プラズマ型電子銃の製造方法。 - 【請求項4】 前記窓支持体が銅で形成され、前記低ス
パッタ率の金属がモリブデン、タングステン、タンタル
のいずれかであり、前記溶射がプラズマ溶射である請求
項3記載のイオン・プラズマ型電子銃の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13710797A JP3178658B2 (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | イオン・プラズマ型電子銃とその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10332898A true JPH10332898A (ja) | 1998-12-18 |
JP3178658B2 JP3178658B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=15191019
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Country | Link |
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JP (1) | JP3178658B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014526037A (ja) * | 2011-07-04 | 2014-10-02 | テトラ・ラヴァル・ホールディングス・アンド・ファイナンス・ソシエテ・アノニム | 電子ビーム装置および電子ビーム装置を製造する方法 |
JP2016193147A (ja) * | 2015-04-01 | 2016-11-17 | 株式会社パイオラックスメディカルデバイス | ステントの製造方法及び該製造方法によって得られるステント |
WO2024053179A1 (ja) * | 2022-09-08 | 2024-03-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | 出力窓ユニット |
-
1997
- 1997-05-27 JP JP13710797A patent/JP3178658B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2024053179A1 (ja) * | 2022-09-08 | 2024-03-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | 出力窓ユニット |
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